Publicēts: 2023. gads | Pēdējā pārskatīšana: 2026. gada maijs

Cilvēka mezenhālās cilmes šūnas (HMSC)

1. Mezenhālās cilmes šūnu vispārējās īpašības

Šajā sadaļā tiks apspriestas mezenhālās cilmes šūnu vispārīgās īpašības, kas ietver:

• Daudzpotentitāte

  MSC ir daudzpotences cilmes šūnas. Tām ir spēja diferencēties vairākos šūnu tipos, padarot tās par vērtīgu pētniecības instrumentu reģeneratīvajā medicīnā.

• Pašatjaunošanās

  Tāpat kā citas cilmes šūnas, mezenhālajām cilmes šūnām piemīt pašatjaunošanās spēja, tādējādi ilgstoši nodrošinot stabilu cilmes šūnu avotu.

• Imunomodulējošais potenciāls

  MSC izraisa imūnmodulējošu efektu un tādējādi tiek izmantotas dažādu autoimūno slimību ārstēšanā.

• Imunogenitāte

  Parasti MSC ir zema imūnogenitāte, kas samazina imūnās noraidīšanas risku transplantācijas gadījumā. Tomēr tas var atšķirties atkarībā no tipa.

• Pieejamība

  MSC var izdalīt no dažādiem audiem, tostarp kaulu smadzenēm, taukaudiem un nabassaites audiem, tādējādi padarot tās viegli pieejamas pētniecībai un terapeitiskai lietošanai.

2. Informācija par mezenhālajām cilmes šūnām

Lai efektīvi pārvaldītu un rīkotos ar mezenhālajām cilmes šūnu kultūrām, ir obligāti nepieciešams vispusīgi izprast šādu informāciju par MSC šūnu kultivēšanu. Šīs zināšanas ne tikai atvieglos jūsu darbu, bet arī paātrinās jūsu pētniecības mērķu sasniegšanu.

Galvenie punkti mezenhīmo cilmes šūnu kultivēšanā

Dubultošanās laiks:

Populācijas dubultošanās laiks atšķiras atkarībā no MSC tipa. Tas var svārstīties no 15,8 līdz 41,9 stundām [2].

Pielipušas vai suspensijā:

Mezenhālās cilmes šūnas ir adhezīvas.

Sēšanas blīvums:

MSC ieteicamais šūnu sēšanas blīvums ir no 1 līdz 3 x 10⁴ šūnas/cm². Sēšanai šūnas noskalo ar 1 x PBS (fosfāta buferšķīdumu) un inkubē ar accutase (pārsēšanas šķīdumu) aptuveni 10 minūtes istabas temperatūrā. Pēc šūnu atdalīšanas pievieno barotni un šūnas centrifugē. Pēc tam šūnu nogulsnes uzmanīgi atkārtoti suspendē un šūnas izsūknē jaunā kultūras kolbā, kas satur svaigu kultūras barotni.

Augšanas barotne:

Alfa MEM barotne, kas satur 0,1 ng/ml bFGF (bāzes fibroblastu augšanas faktoru), 2,0 mM stabilu glutamīnu, ribonukleozīdus, dezoksiribonukleozīdus, 1,0 mM nātrija piruvātu un 2,2 g/l NaHCO3, tiek izmantota mezenhālās cilmes šūnu kultivēšanai. Barotni jāmaina ik pēc 2–3 dienām. 

Augšanas apstākļi:

Mezenhālās cilmes šūnu kultūras tiek turētas mitrinātā inkubatorā 37 °C temperatūrā un 5 % CO2 vidē.

Uzglabāšana:

Mezenhālās cilmes šūnas var uzglabāt šķidrā slāpekļa tvaika fāzē vai ilgākā laika posmā temperatūrā zem -150 °C.

Sasaldēšanas process un barotne:

Mesenhīmo cilmes šūnu uzglabāšanai izmanto CM-1 vai CM-ACF sasaldēšanas vidi. Parasti tiek izmantots lēns sasaldēšanas process, kas ļauj temperatūrai pazemināties tikai par 1 °C minūtē. Tas nodrošina šūnu dzīvotspēju.

Atkausēšanas process:

Sasaldētās MSC aptuveni 60 sekundes viegli iegremdē ūdens vannā, kas iepriekš uzstādīta uz 37 °C. Pēc tam pievieno svaigu kultivēšanas vidi, šūnas atkārtoti suspendē un centrifugē. Šis solis no šūnām noņem sasaldēšanas vides sastāvdaļas. Iegūto šūnu nogulsni pēc tam pievieno augšanas videi, un šūnas izdalītas jaunās kolbās kultivēšanai.

Bioloģiskās drošības līmenis:

Mezohālajām cilmes šūnu kultūru apstrādei un uzturēšanai ir nepieciešama 1. bioloģiskās drošības laboratorija.

3. Dažādi mezenhīmo cilmes šūnu veidi un to galvenās īpašības

Ir daudz dažādu avotu mezenhālās cilmes šūnu veidu. Šajā raksta sadaļā tiek aprakstīti trīs galvenie MSC veidi.

3.1 No taukaudiem iegūtas mezenhālās cilmes šūnas

• No taukaudiem iegūtas mezenhālās cilmes šūnas (AD-MSC) ir mezenhālo cilmes šūnu veids, kas iegūts no taukaudiem vai tauku audiem.
• Tās ir bagātīgi sastopamas taukaudos, un to ieguve ir salīdzinoši vienkārša, izmantojot minimāli invazīvu procedūru, ko sauc par liposukciju.
• Tām ir mazāka varbūtība izraisīt imūno reakciju pēc alogēnās transplantācijas.
• Šīm šūnām piemīt spēcīgs adipogēnais potenciāls, kas nozīmē, ka tām ir liela tendence diferencēties par adipocītiem (tauku šūnām) salīdzinājumā ar citiem mezenhālās cilmes šūnu veidiem.

Publicēts: 2023. gads | Pēdējā pārskatīšana: 2026. gada maijs

No nabassaites iegūtas mezenhālās cilmes šūnas

• No nabassaites iegūtas cilmes šūnas (UC-MSCs) tiek iegūtas no nabassaites audiem.
• Nabas saites audi ir viegli pieejami cilmes šūnu ieguvei pēc dzemdībām.
• Tāpat kā BM-MSC, arī nabassaites cilmes šūnām transplantācijai ir nepieciešama saņēmēja un donora HLA saderība, lai izvairītos no imūnreakcijas.
• Tām ir lielāka tendence uz neiroloģisko diferenciāciju, un tādējādi tās ir vērtīgi pētniecības rīki neiroloģiskajos pētījumos.

4. Mesenhālās cilmes šūnu izmantošana pētniecībā

Mezenhālās cilmes šūnas (MSC) tiek plaši izmantotas biomedicīniskajos pētījumos to ievērojamā terapeitiskā potenciāla dēļ. Šajā sadaļā ir minēti daži daudzsološi dažādu MSC tipu pielietojumi.

• Regeneratīvās medicīnas pētījumi: Mesenhālās cilmes šūnas ir daudzpotentas šūnas; tām ir potenciāls diferencēties dažādos šūnu tipos, piemēram, skrimšļos, kaulos, muskuļos un tauku šūnās. Tāpēc tās tiek lietotas kā regeneratīvā medicīna, lai atjaunotu un aizstātu ievainotus vai bojātus audus. MSC reģeneratīvās lietošanas iespējas galvenokārt novērotas ādas, kaulu un muskuļu un skeleta traumu gadījumos. Piemēram, pētījumā, ko 2020. gadā veica Helena Debiazi Zomer un kolēģi, tika konstatēts, ka no taukaudiem iegūtas mezenhālās cilmes šūnas (AD-MSC) spēj paātrināt ādas brūču sadzīšanu pelēm. Tās stimulē angiogēnēzi un ekstracelulārās matricas pārveidošanos, veicinot labākas kvalitātes rētas veidošanos, kas atgādina normālu veselīgu ādu, salīdzinot ar kontroles grupu [3]. Pētījumos ir novērotas arī nabassaites izcelsmes mezenhālajām cilmes šūnām piemītošās kaulu defektu atjaunošanas īpašības. Tās rada atjaunojošu iedarbību, veicinot angiogēnēzi, osteoklastogēnēzi un saimnieka MSC mobilizāciju vai diferenciējoties osteoblastveidīgās šūnās [4].
• Imūnsistēmas slimības/traucējumi: Mesenhālās cilmes šūnas izraisa imūnmodulējošu iedarbību. Tām piemīt tendence regulēt imūnreakcijas un mazināt iekaisumu. Tāpēc tās izmanto autoimūno slimību ārstēšanai, piemēram, reimatoīdā artrīta, sklerozes multiplex, iekaisīgo zarnu slimību u. c. Vienā pētījumā tika izpētīta kaulu smadzeņu izcelsmes mezenhālās cilmes šūnu imūnmodulējošā iedarbība uz perifērās asins T šūnām, kas iegūtas no reimatoīdā artrīta pacientiem. BM-MSC šūnas izraisa inhibējošu iedarbību uz T šūnām un nomāc citokīnus, kas iesaistīti reimatoīdā artrīta patofizioloģijā [5].
• Neiroloģiskie un kardiovaskulārie pētījumi: MSC šūnām ir ievērojams potenciāls neiroloģiskajos un kardiovaskulārajos pētījumos. Tās izmanto vairāku neirodeģeneratīvo traucējumu ārstēšanai, tostarp Parkinsona un Alcheimera slimībai. Turklāt tās izmanto sirds un asinsvadu slimību ārstēšanā, jo tās atjauno bojātus vai traumētus sirds audus pēc sirds notikumiem. Turklāt MSC veicina arī angiogēnēzi un tādējādi ir vērtīgas kardiovaskulārajā pētniecībā. Šādā pētījumā tika izpētīts no taukaudiem un kaulu smadzenēm iegūtu mezenhālās cilmes šūnu terapeitiskais potenciāls akūta miokarda infarkta (MI) modelī. Pētījumā tika konstatēts, ka abi avoti ir vienlīdz labvēlīgi sirds audu reģenerācijai un fibrozes samazināšanai [6]. Interesanti, ka 2022. gadā veiktajā pētījumā tika konstatēts, ka no cilvēka nabassaites iegūtas mezenhālās cilmes šūnas (UC-MSC) izraisa neiroprotektīvu iedarbību Parkinsona slimības peles modeļos, regulējot zarnu mikroorganismus. Peles modelis parādīja uzlabotu kustību funkciju pēc UC-MSC intranazālās transplantācijas [7].

Atsauces

1. Ding, D.C., W.C. Shyu un S.Z. Lin, Mesenchymal stem cells. Cell Transplant, 2011. 20(1): 5.–14. lpp.
2. Zhan, X.-S. u.c., Salīdzinošs pētījums par dažādu suņu audu mezenhālās cilmes šūnu bioloģiskajām īpašībām un transkriptoma profiliem. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6): 1485. lpp.
3. Zomer, H.D., et al., Mesenchymālās stromas šūnas no ādas un taukaudiem inducē makrofāgu polarizāciju uz pro-reģenerācijas fenotipu un uzlabo ādas brūču sadzīšanu. Cytotherapy, 2020. 22(5): 247.–260. lpp.
4. Kosinski, M., et al., Kaulu defektu atjaunošana, izmantojot kaulu aizvietotāju, ko atbalsta no nabassaites iegūtas mezenhālās cilmes šūnas. Stem Cells International, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M., et al., Cilvēka kaulu smadzeņu izcelsmes mezenhālās stromas/cilmes šūnu imūnmodulējošā ietekme uz reimatoīdā artrīta pacientu perifērās asins T šūnām. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1): 16.–28. lpp.
6. Omar, A.M., et al., Salīdzinošs pētījums par no taukaudiem un kaulu smadzenēm iegūtu mezenhīmo cilmes šūnu terapeitisko potenciālu akūta miokarda infarkta modelī. Oman Med J, 2019. 34(6): 534.–543. lpp.
7. Sun, Z., et al., Cilvēka nabassaites mezenhālās cilmes šūnas uzlabo kustību funkcijas Parkinsona slimības peles modelī, regulējot zarnu mikroorganismus. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9: 808905. lpp.